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Java IO操作—位元組流(OutputStream、InputStream)和字元流(Writer、Reader)

流的概念

在程式中所有的資料都是以流的方式進行傳輸或儲存的,程式中需要資料的時候就用輸入流讀取資料,而當程式需要將一些資料儲存起來的時候,就要使用輸出流完成。
在這裡插入圖片描述
程式中的輸入輸出都是以流的形式儲存的,流中儲存的實際上全部是位元組檔案。

位元組流和字元流

在java.io包中操作檔案內容的主要有兩大類:位元組流和字元流,兩類都分為輸入和輸出操作。在位元組流中輸出資料主要是使用OutputStream完成,輸入使用InputStream,在字元流中輸出主要是使用Writer類完成,輸入主要是使用Reader類完成。
內容操作一共四個類:OutputStream、InputStream、Writer、Reader


操作流程:
在JAVA中IO操作也是有相應步驟的,以檔案操作為例,主要操作流程如下:
A、使用File類開啟一個檔案
B、通過位元組流或字元流的子類,指定輸出的位置。
C、進行讀/寫操作
D、關閉輸入/輸出

使用File類操作的時候一定要有路徑的問題,注意分隔符。
實際上四個操作類都是抽象類
IO操作屬於資源操作,對於資源操作,操作的最後必須關閉,否則就有可能出現未知的錯誤。

位元組流

位元組流主要是操作byte型別的資料,以byte陣列為準,主要操作類是OutputStream、InputStream
位元組輸出流:OutputStream
位元組輸入流:InputStream
Byte是位元組,肯定使用位元組流操作。所有的資料基本上都可以直接使用byte陣列表示出來。

位元組輸出流OutputStream

OutputStream是整個io包中位元組輸出流的最大父類,此類的定義如下:
public abstract class OutputStream extends Object implements Closeable, Flushable
從以上的定義可以發現,此類是一個抽象類,如果要想使用此類的話,則首先必須通過子類例項化物件,那麼如果現在要操作的是一個檔案,則可以使用:FileOutputStream類。通過向上轉型之後,可以為OutputStream例項化。
Closeable表示可以關閉的操作,因為程式執行到最後肯定要關閉。
Flushable介面表示重新整理,清空記憶體中的資料。

OutputStream類的常用方法:

1、public void close() throws IOException 關閉輸出流
2、public void flush() throws IOException 重新整理緩衝區
3、public void write(byte[] b) throws IOException 將一個byte陣列寫入資料流
4、public void write(byte[] b,int off,int len) throws IOException 將一個指定範圍的byte陣列寫入資料流
5、public abstract void write(int b) throws IOException 將一個位元組資料寫入資料流

要想使用以上方法,必須使用子類例項化,此時使用FileOutputStream子類,此類的構造方法如下:
public FileOutputStream(File file) throws IOException

import java.io.File ;
import java.io.OutputStream ;
import java.io.FileOutputStream ;
public class OutputStreamDemo01{
	public static void main(String args[]) throws Exception{	// 異常丟擲,不處理
		// 第1步、使用File類找到一個檔案
		File f= new File("d:" + File.separator + "test.txt") ;	// 宣告File物件
		// 第2步、通過子類例項化父類物件
		OutputStream out = null ;	// 準備好一個輸出的物件
		out = new FileOutputStream(f)  ;	// 通過物件多型性,進行例項化
		// 第3步、進行寫操作
		String str = "Hello World!!!" ;		// 準備一個字串
		byte b[] = str.getBytes() ;			// 只能輸出byte陣列,所以將字串變為byte陣列
		out.write(b) ;						// 將內容輸出,儲存檔案
		// 第4步、關閉輸出流
		out.close() ;						// 關閉輸出流
	}
};

在操作的時候,如果檔案本身不存在,則會為使用者自動建立新檔案。
在操作輸出流的時候,也可以使用write(int i)的方法寫出資料:

import java.io.File ;
import java.io.OutputStream ;
import java.io.FileOutputStream ;
public class OutputStreamDemo02{
	public static void main(String args[]) throws Exception{	// 異常丟擲,不處理
		// 第1步、使用File類找到一個檔案
		File f= new File("d:" + File.separator + "test.txt") ;	// 宣告File物件
		// 第2步、通過子類例項化父類物件
		OutputStream out = null ;	// 準備好一個輸出的物件
		out = new FileOutputStream(f)  ;	// 通過物件多型性,進行例項化
		// 第3步、進行寫操作
		String str = "Hello World!!!" ;		// 準備一個字串
		byte b[] = str.getBytes() ;			// 只能輸出byte陣列,所以將字串變為byte陣列
		for(int i=0;i<b.length;i++){		// 採用迴圈方式寫入
			out.write(b[i]) ;	// 每次只寫入一個內容
		}
		// 第4步、關閉輸出流
		out.close() ;						// 關閉輸出流
	}
};

FileOutputStream的另外一個構造方法:
public FileOutputStream(File file,boolean append) throws FileNotFoundException
在構造方法中,如果將append的值設定為true,則表示在檔案的末尾追加內容。

位元組輸入流:InputStream

既然程式可以向檔案中寫入內容,則就可以通過InputStream從檔案中讀取出來,首先看InputStream類的定義:
public abstract class InputStream extends Object implements Closeable
與OutputStream類一樣,InputStream本身也是一個抽象類,必須依靠其子類,如果現在是從檔案中讀取,子類肯定是FileInputStream。觀察FileInputStream類的構造方法:
public FileInputStream(File file) throws FileNotFoundException
InputStream類的常用方法如下:

1、public int available() throws IOException 可以取得輸入檔案的大小。
2、public void close() throws IOException 關閉輸入流
3、public abstract int read() throws IOException 讀取內容數字的方式讀取
4、public int read(byte[] b) throws IOException 將內容讀取到byte陣列之中,同時返回讀入的個數

當不知道輸入流大小時,需要根據讀取的標誌-1進行判斷是否結束,程式程式碼如下:


import java.io.File ;
import java.io.InputStream ;
import java.io.FileInputStream ;
public class InputStreamDemo05{
	public static void main(String args[]) throws Exception{	// 異常丟擲,不處理
		// 第1步、使用File類找到一個檔案
		File f= new File("d:" + File.separator + "test.txt") ;	// 宣告File物件
		// 第2步、通過子類例項化父類物件
		InputStream input = null ;	// 準備好一個輸入的物件
		input = new FileInputStream(f)  ;	// 通過物件多型性,進行例項化
		// 第3步、進行讀操作
		byte b[] = new byte[1024] ;		// 陣列大小由檔案決定
		int len = 0 ; 
		int temp = 0 ;			// 接收每一個讀取進來的資料
		while((temp=input.read())!=-1){
			// 表示還有內容,檔案沒有讀完
			b[len] = (byte)temp ;
			len++ ;
		}
		// 第4步、關閉輸出流
		input.close() ;						// 關閉輸出流\
		System.out.println("內容為:" + new String(b,0,len)) ;	// 把byte陣列變為字串輸出
	}


字元流

在程式中一個字元等於2個位元組,那麼JAVA提供了Reader、Writer兩個專門操作字元流的類。

字元輸出流:Writer

Writer本身是一個字元流的輸出類,此類的定義如下:
public abstract class Writer extends Object implements Appendable,Closeable,,Flushable
此類也是一個抽象類,如果要想使用此類,則肯定要使用其子類。此時如果是向檔案中寫入內容,所以應該使用FileWriter的子類。
FileWriter類的構造方法定義如下:
public FileWriter(File file) throws IOException
Writer類的常用方法

1、public abstract void close() throws IOException 關閉輸出流
2、public void write(String str) throws IOException 將字串輸出
3、public void write(char[] cbuf) throws IOException 將字元陣列輸出
4、public abstract void flush() throws IOException 強制性清空快取

字元流的操作比位元組流操作好在一點,就是可以直接輸出字串。不在用再像之前那樣進行位元組轉換操作了。


import java.io.File ;
import java.io.Writer ;
import java.io.FileWriter ;
public class WriterDemo01{
	public static void main(String args[]) throws Exception{	// 異常丟擲,不處理
		// 第1步、使用File類找到一個檔案
		File f= new File("d:" + File.separator + "test.txt") ;	// 宣告File物件
		// 第2步、通過子類例項化父類物件
		Writer out = null ;	// 準備好一個輸出的物件
		out = new FileWriter(f)  ;	// 通過物件多型性,進行例項化
		// 第3步、進行寫操作
		String str = "Hello World!!!" ;		// 準備一個字串
		out.write(str) ;						// 將內容輸出,儲存檔案
		// 第4步、關閉輸出流
		out.close() ;						// 關閉輸出流
	}

字元輸入流:Reader
Reader是使用字元的方式從檔案之中取出資料,Reader類的定義如下:
public abstract class Reader extends Object implements Readable,Closeable
Reader本身也是抽象類,如果現在要從檔案中讀取內容,則可以直接使用FileReader子類。
FileReader的構造方法定義如下:
public FileReader(File file) throws FileNotFOundException
Reader類的常用方法:

1、public abstract void close() throws IOException 關閉輸出流
2、public int read() throws IOException 讀取單個字元
3、public int read(char[] cbuf) throws IOException 將字元讀取到字元陣列之中,返回讀入的長度。

以字元陣列的形式讀取資料

import java.io.File ;
import java.io.Reader ;
import java.io.FileReader ;
public class ReaderDemo01{
	public static void main(String args[]) throws Exception{	// 異常丟擲,不處理
		// 第1步、使用File類找到一個檔案
		File f= new File("d:" + File.separator + "test.txt") ;	// 宣告File物件
		// 第2步、通過子類例項化父類物件
		Reader input = null ;	// 準備好一個輸入的物件
		input = new FileReader(f)  ;	// 通過物件多型性,進行例項化
		// 第3步、進行讀操作
		char c[] = new char[1024] ;		// 所有的內容都讀到此陣列之中
		int len = input.read(c) ;		// 讀取內容
		// 第4步、關閉輸出流
		input.close() ;						// 關閉輸出流
		System.out.println("內容為:" + new String(c,0,len)) ;	// 把字元陣列變為字串輸出
	}
};


位元組流與字元流的區別

位元組流在操作的時候本身是不會用到緩衝區(記憶體)的,是與檔案本身直接操作的,而字元流在操作的時候是使用到緩衝區的。
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